发生器taiguan

∞缈l卡j、世界各国蒸汽发生器管子破损情况1983…~1984年的调查统计分析(加拿大)0.
S.
Tatone摘要继NEI以前发表的各有关文章之后,本文作者描述了核动力装置蒸汽发生器管子破损的最新情况.
·主题词t蒸汽发生器瞥子破损核电站的运行经验表明,蒸汽发生器管子有多种因素引起不同机理的破损的倾向,这些因素包括恶劣的热工水力条件及多种腐蚀性化学物质的浓缩.
"由国际原子能机构(IAEA)进行的调查表明,从1971年到1982年之间,由于蒸汽发生器出现问题就造成了8*10"kw·h的电能损失.
这对于公用事业公司及其股东和用户都是一个相当大盼损失.
在破管率很高的情况下,由于对蒸汽发生器进行检修和更换,其额外直接费用也会增加.
到目前为止,已完成的7个反应堆蒸汽发生器的更换;其直接费用就花了约5亿(美)元(更按操作的动力赞用除外).
自1971年以来,加拿大原子能有限公司(^EC)每年都进行磊汽发生器管予破损情况的年度诵查.
率文作为对以前那篇调查报告(NEI,1985年1月,p'36)的修订,并对1983年和1984年蒜汽发生器管子的破损情况,从历史发展趋向的角度进行概括总结.
我们只调查了运行时间达100个有效褥功率天的珥些反应堆,但不包括经互会国家的反应堆.
在这两年.
被调查的堆每年增加le个,自开展年度调查以来,这是堆数逐年56增加得最多的年份.
到1984年底,被调查的堆有124个压承堆,23个压力重水堆(P}rWR)和1个水冷石墨慢化堆,共]48个.
这些电站的额定电功率总共为iI1000MW.
与过去一样,资料的来源是通过向各按电站发调查表,并以文字进行补充.
在1988年和1984年,有87%的调查表返回.
要得蓟强查表上所要填的数据资料,需要做相当多的工作,特别是对那些由多个核电站组成的联合公司来说,尤其如此.
但是,从调查表能以这样高的比率给予填报来看,大家对如何减少蒸汽发生器事故,避免造成发电损失以及对蒸汽发生器进行昂贵的检修这一向题是颇感兴趣的.
为了便于列(统计)表,任何一根管子,不管是因何原因被培,我们就把这根蒸汽发生器管子称为映陷管子(或破损管).
因此,注意到这点是重要的,即运行中从一次倒向二次侧泄漏,实际上破坏了的管子数,只占被培管子总数的一小部分.
在1983年和1984年,被墙有泄漏的管子分别为1.
1%和1.
3%,同样,对怀疑有缺陷的管子,为取管做金相检验而被堵,这类堵管分剐为0.
6%和I%.
在这当中,一部分管于是破损管,而有些则是完好的.
总之,太部分臂子之所以被培,是因为据非破坏性检验.
认为它们在以后很有可能会发生泄漏,或是因它们位于一些(同类型)蒸汽发生器中的有破坏倾向的部位.
1983年,有47个堆的蒸汽发生器中有管子披堵(占被调查堆数的35.
6%),1984年,则有63个堆(占42.
6%).
1983年,被靖的管子数为3291根(占被调查管数的0.
18%),1984年,则为3335根(占0.
16%)这些统计数值与以往其它年份的有关数值相差不大.
受影响的反应堆,其所占的百分比率总是介于在运行堆的30%--50%之间.
被堵管子的百分率也与1983年前的情况相近.
在过去许多年份内,只有少数堆出现较多管子被堵.
1983年,34%的受影响堆其破损管子占95%,1984年,这种分布状况发生了变化,56%的受=髟响堆其被堵管子占95%.
破坏的主要原因自1972年以来,管予破坏的主要原因示图l管子破损机理的逐年变化情况(80嘶以上缺陷由腐蚀引起11一一(磷酸盐)耗蚀;2一一凹痕;8——二执侧腐蚀裂纹或晶间腐蚀破坏;4——一一次恻庄力腐蚀;5一点蚀;·B_其他.
于图l之中.
1973年至1975年问.
磷酸盐废物是引起大多数曾子破坏种原因.
因此.
对二次馏水化学多从先前的磷酸盐处理改成了全挥法处理(AVT).
在70年代后半期,凹痕这种破坏导致太多数管子被堵.
凹痕是由在管子与其支撑板相变叉的部位产生腐蚀而造成的.
腐蚀产物是有害的,它所占的体积比原先的碳钢之体积要太.
这就使得管子周围受到压缩.
受到压缩的管子既不容易被检查到,又对一次倒应力腐蚀裂纹很敏感.
尤其是在徽咸水和海水地区,其冷凝器冷却水的侵入引起凹痕破坏.
使用更不容易产生泄漏的冷凝器、对二次侧水化学采用更严格的要求.
凹痕可以避免.
新建造的核电坫,除此以外还采用更耐腐蚀的管子支撑结构.
1981年,点蚀是蒸汽发生器管子破损的主要原因.
它出现在管束冷端的任意跨(freespan)上.
在多数情况下,点蚀更集中地出现在管板与第一块管子支撑板之间,且离管板的距离增大,点蚀的发生率逐渐减小.
在有氧和氯存在的情况下,点蚀的发生还与沉积在管子上的铜有关.
迄今,已查出建在海水地区的两个受到严重破坏的核电站,其多个冷凝器存在太置泄漏.
并发现在其蒸汽发生器管板上沉积的淤泥中,镧含量较高.
在100.
C副200.
C这一温度范围内,600合金和800合金管子都将出现点蚀破坏.
因此,点蚀倾向于出现在管束的冷靖.
在1983年和1984年,管子破损的主要原固一直是一次侧应力腐蚀裂纹[sCC(ID)]和二次侧应力腐蚀裂纹或晶间腐蚀破坏[SCC/IGA).
如图2和圈3所示,已报道的遭受这两种破坏的堆占62%.
而被堵管子有70%是由这两种破坏机理引起的.
7一次侧应力腐蚀裂纹发生在使用纯水或一回路冷却剂水的600台金管上,这些管子上的应方粮大.
已发生逸种破坏的两个部位5掌是,管柬中心部位的、弯曲半径较小的u形弯管段和管子胀接到管扳上的滚胀过渡段.
许多已投入使用的600台金管子,都只经过轧制退火处理,对一次侧应力腐蚀袭纹是敏感的.
而在一些用经热处理过的600合金管子制造的新蒸汽发生器中,管于对这种腐蚀围21983年和I981年.
按破坏机理统计的.
对蒸汽发生器进行了堵管的反应堆数L到1984年底.
被调查堆共148个).
对管子的胀管过渡段,正在采用一些补救措施.
对那些已产生裂驶破坏的管子,装设新材质的内衬管将延长瞥子的使用寿命·这种方法,已在日本的5个堆,法国和比_和时的各反应堆中得到应用.
由于一次侧的应力腐蚀裂纹,刘目前为止t已有250多根管予加装了衬管.
灯那些至今尚来出现裂缴破坏的但有趣感性的臂予,在其内表面上施加压应力可延长管子的使用寿俞.
进行施压硬化或喷丸硬化处理,就能在管子上形成压应力.
1984年和1985年期坷,这两种技术都在役堆量应用上了.
.
'j二次髓窿力腐蚀裂续和晶嚼霄堪l(IG5I破坏似乎有较高的抗蚀能力.
然而,对于那些业已投入使用的管予(经轧制退火处理的一译注),除了采取堵掉其中第一,二撵管子之舛,要对它们采取热处理来防止U形弯管段发生一次侧应力腐蚀裂纹破坏已是不太可能丁.
图3I983年和i984年,按破坏机理统计的,被培的燕忾兰生器管子数L在1984年底.
被调查的营子接近2.
1*1oo根.
)A)被认为是在强碱性条件下发生的.
在缝隙中,由于来自大量的二次侧水中的氧氧化物的浓缩,便能形成这种强碱性条件.
、在臂予管板闯璐成的缝隙中,管扳上堆积的.
淤积物中以及新近发现的由管子和管子支撑板阔形成的缝隙中,都是二次侧应力腐蚀裂纹袁晶向腐蚀常出现的部位.
为了降低iE在使甩中的蒸汽发生器=次侧应力腐蚀裂纹或晶间腐蚀的发生率,已研究出了几种技术措墟.
用唆水冲洗管板上的淤积物被广泛采用.
在1983年,1984年,每年对约60%的反应堆(藩汽发生器管板上的)淤积物进行清除,其中一半是在这两年茎曾啜内甩喷水冲洗来完成的.
冲洗法对除去残留磷酸盐、铜和其它有j害化学物质也是有效的.
.
管板二次侧的绝大部分破坏出现在管子管板间的缝隙中.
在制造中,许多蒸汽发生器只在靠一次侧那端的几厘米深度上对管子进行滚胀.
这种加工方法留下了较#.
j的(环形)缝隙.
实践已证明,杂质极易在这些缝晾中澈缩.
解决这一问题的方法包括,从那些缝隙中煮B浓缩的化学物质,以及后来在一些蒸汽发生器的制造中采用的全深度胀管.
在日本,现在对所有压水堆的蒸汽发生器都采用在臂板上全深度胀管.
全深度胀管能否保证长期可靠,与为清除苛性介质对缝隙进行清洗的效果有关.
在管板(二次侧)附近或管板管孔内的管子一旦出现sCC/IGA,可对其装设衬管加以处理.
已有550多根管子因出现SCC/IGA而进行了这种处理.
此外,在腾奥诺弗雷一l(有6523提管予)和尖角滩一2(有3001根管子),对许多SCC/IGA缺陷的管子也装、垃了大量的村管.
夸人更为担心的是在管子与其支撑板相交部位发生sccv'mA.
因为,更多的电站都存在这种腐蚀破坏J珂题,荷又不可能采取消除其缝琼的方法来加以避免.
在这个部位出现这种破坏的几率要比在其它部位的高.
在管子支撑板处出现sCC/IGA是1981年日本首先报道的.
到目前为止,约有1380根管子被堵.
1983年,美国也发现了一些这类破坏.
然而,这点现在是明显的,在这个部位出现Scc/IGA也许是今后的主要问题之一.
在一至两年后,这个问题可能迅速发翩I把更换蒸汽发生器作为最佳选择的地步.
目前的趋势从图l和图3可骧显地看出,腐蚀是引起管子破坏的最常见的原因.
、通过适当地控制二回路水质和冷凝器的内泄漏,可以避免==坎侧的腐蚀.
在被调查的多数反应堆中,是通过采用全挥发处理来控制二次侧水化学指标的.
在许多情况下,全挥发处理与冷凝承的全流量连续除盐净化处理一道结台使用.
总的趋势是,对用淡水冷却的电站采用垒挥发处理,对用海水和徽威水冷却的电站则采用全挥发与冷凝水除盐相结台的方法进行处理.
有些电站虽采用的是全挥发处理,但加了硼酸,以防止凹痕的产生.
在一些电站,也正在采用加硼酸的方法,以中和缝隙的杂质.
在使用海水的电站中,改用玲凝器管材也已形成一种主要趋向.
在使用淡水的电站中,海军黄铜仍然是最常用的冷凝器管材.
事实上,一些大型的核电公司,如法国电力嘴辩天图4刘1984年底蒸汽发生器管子总的破损情况我国第一座脉冲堆即将在西南反应堆工程研究设计院建成西南反应堆工程研究设计院李映发脉冲堆是我国80年代研制的一种新型池式热中子研究反应堆.
从70年代末起,西南反应堆工程研究设计院对这种堆进行了研究,开发,完成了有关工程设计,1986年开始了该堆原型工程建造.
经过两年多的努力.
已基本完成了前期工程、工程施工和没备安装,目前正在进行紧张的系统调试.
预计到1986年底,该堆将全部建成并投入运行.
1989年将完成堆的定型并进行商业性推广.
脉冲堆与国内现有研究堆相比,具有独特的固有核安全、方波和脉冲运行能力.
因此.
不仅能太大提高中子活化分析精度,能对痕量元素进行无损,快速、重复分析,大量完成活化分析工作,开展环境监澳I和普查.
而且能提供强大的中于柬流,通过快中子照相,记录瞬发变化过程,完成动态研究及强辐射源条件下的特殊研究工作,为揭示特种材料的秘密、为新物种、新材料、新设备的研究提供有力的工具.
同时,脉冲堆因固有核安全、结构简单、运行可靠.
维修方便等,使其可建在医院、大学校园和人日稠密的嗣市区,并可广泛用于工业、农业,文教、卫生、科技、国防等各领域.
可以预言,脉}中堆将成为我国大有发展前途的新型反应堆.
公司和安太略水电公司,都在继续把海军黄铜用作淡水地区的冷凝器管材.
在西德,他们现在倾向于用不锈钢管来替代海军黄铜管.
然而,在使用海水的地区,法国电力公司则使用双管板式钛臂冷凝器.
他仃在两管板间的腔室里充满蒸馏水并保持较高的压力.
这样只存在外泄漏了.
加拿大原子能公司也规定在海水地区采用钛管冷凝器.
在海水地区把钛作为管材的冷凝器,已从1978年开始增加到1984年的50%以上.
在教威水地区,也有这种趋势,虽然占相当比铡的冷凝器在使用如象AL一6x台金这些新的高铬、高铝不锈钢管,但现在仍有40%的蹲凝器选用了钍管.
由于一系列的破坏闻豚都牵涉到二回路系统中的铜和铜台金,所以,现在一致认为要淘汰那些舍铜材料.
Io图中用对数座标标绘出了破损率(%)与有效满功率天的关系.
每个点代表一个堆.
标记.
*'后标注的.
更换蒸汽发生器'表示那些接着将被更换的原蒸汽发生器的情况.
正方形标记表示那些更换的蒸汽发生器的情况,图中下方的框格内,菱形和正方形表示那些未曾遭到~根蒸汽发生器管子破损影响的反应堆.
三根斜线表示每个有效满功率年内管子破损率f7(%)为0.
01、0.
I和1.
在f'=o.
0l的那根斜线以下的点表示那些运行是相当可靠的(堆的)蒸汽发生器,而在f';l的那根斜线以上的点则裹示那些(堆的)蒸汽发生器应降负荷运行,进行衬管维修或予以更换掉.
目前,已完成了7个堆中的蒸汽发生器的更换,其它一些堆中也在考虑更换蒸汽发生器.
张富德译自《N.
E.
I》Junel86.
p.
8l一83,甘厘衡、袁佳宏校